Классификация запоминающих устройств и основы построения микросхем памяти
Классификация запоминающих устройств адресного типа (т.е. с прямой адресацией ячеек), представлена на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Классификация микросхем адресных запоминающих устройств
В статических ОЗУ в качестве элементов памяти (ЭП) используются статические триггеры на биполярных или МДП-транзисторах. Наибольшее быстродействие имеют ОЗУ на ТТЛШ-элементах, но у них выше энергопотребление.
Динамические ОЗУ сформированы из ЭП на основе полупроводниковых конденсаторов. Поэтому они требуют периодической (через 2 мс) регенерации содержимого. Имеют большую емкость на одну БИС по сравнению с ОЗУ статического типа. На время регенерации доступ к ОЗУ блокируется.
Регистровые ОЗУ характеризуются наивысшим быстродействием. Это могут быть как отдельные микросхемы, так и наборы регистров внутри БИС микропроцессора или контроллеров. Регистровые ОЗУ иногда называют сверхоперативными ЗУ или внутренней памятью процессора.
Масочные ПЗУ характеризуются тем, что информация записывается в них однократно в процессе изготовления путем пережигания перемычек в местах пересечения строк и столбцов в матрице накопителя.
Для однократно программируемых ПЗУ запись информации выполняет пользователь на специальном устройстве – программаторе путем подачи адресов и импульсов записи данных (битов). Электрические сигналы пережигают перемычки в ЭП в матрице накопителя.
ПЛМ представляют собой вариант ПЗУ, в которых запрограммированы (или программируются пользователем) логические функции (правила преобразования) для выходных сигналов по значениям входной информации – адресов ячеек или адресов функций.
Репрограммируемые ПЗУ выполнены на основе специальных МДП-транзисторов, которые изменяют состояние проводимости под воздействием электрического импульса, и сохраняют это состояние длительное время. Программирование РППЗУ должно выполняться не в рабочей вычислительной системе, а с помощью специальных устройств – программаторов ПЗУ. Такие устройства могут сопрягаться с ПЭВМ, что позволяет автоматизировать процесс записи программы в микросхемы памяти. Репрограммируемые ПЗУ отличаются способом стирания информации – с помощью электрических импульсов от программатора или под воздействием специального ультрафиолетового излучения.
В последние годы нашли широкое применение микросхемы Flash-памяти (Flash-ПЗУ). Отличительная особенность таких микросхем – возможность записи информации в процессе работы вычислительной системы, в которой они установлены (те как в ОЗУ), но сохранение информации при отключении питания, как в ПЗУ. Такие микросхемы часто называют «электронным диском на кристалле».
В запоминающих устройствах на ЦМД используется эффект локального перемагничивания микронных областей в тонких магнитных пленках. Микросхемы ЦМД с технологической точки зрения являются микросборками - в корпусе размером 3х3х1 см содержатся пленка на кристалле, система постоянных магнитов и ортогональных катушек. Достоинства ЦМД – высокая помехоустойчивость, помехозащищенность и надежность, высокое быстродействие и емкость (миллионы бит на микросборку), отсутствие электромеханических частей (что характерно для внешних накопителей ПЭВМ). Память на ЦМД используется в бортовых специализированных вычислителях в жестких условиях эксплуатации.
|
